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Les neurosciences connaissent une accélération fulgurante ces dernières années, avec des avancées plus rapides que dans tout autre domaine scientifique. Voici 22 études en neurosciences absolument fascinantes qui remettent en question nos idées préconçues sur qui nous sommes, ou qui nous pourrions devenir.
Plus tôt cette année, des scientifiques du MIT ont mis au point une nouvelle technique permettant d'associer la cartographie structurelle (anatomie du cerveau) à la cartographie fonctionnelle (activité cérébrale) – une première. De plus, cette technique a été appliquée à des souris vivantes, la cartographie étant réalisée en temps réel sur différentes régions de leur cerveau. Cette vidéo illustre à quel point il est fascinant d'observer le couplage entre les structures cérébrales et l'activité en direct, qui évolue en fonction des images présentées à la souris.
Cette technique de pointe combine la microscopie à trois photons par génération de troisième harmonique (THG) avec la cartographie rétinotopique, permettant d'observer l'activité à travers les tissus cérébraux profonds via des signatures électriques.
Il offre également une résolution époustouflante, permettant d'étudier les neurones individuels et leurs sous-structures, ainsi que les fins vaisseaux sanguins et la myéline – un type d'isolant reconnu comme un facteur essentiel de la vitesse de traitement cérébral.
Cette étude s'est concentrée sur les centres visuels du cerveau, mais la même méthode peut être utilisée pour étudier d'autres régions. Elle promet d'être un outil précieux pour comprendre les différences entre les états cérébraux sains et pathologiques, ainsi que la façon dont le cerveau réagit aux stimulations environnementales.
L'université de Stanford a réalisé une avancée majeure grâce à une nouvelle de microscopie bifocale technique COSMOS. Leurs travaux ont permis de capturer des séquences vidéo de l'activité neuronale sur l'ensemble du cortex cérébral d'un cerveau de souris.
Ces signaux ont été enregistrés en filmant le cerveau sous trois angles différents, puis en extrayant informatiquement les signaux pour obtenir une vidéo en direct de l'activité macroscopique des hémisphères gauche et droit. Voici un exemple où vous pouvez littéralement observer l'intense activité électrique d'un cerveau en action.
Le cortex prenant en charge des fonctions cognitives complexes de haut niveau, des comportements plus mystérieux, comme les processus de prise de décision, peuvent désormais être décryptés de manière globale. Prenons l'exemple de la compréhension du lien entre les décisions dépendant de la perception sensorielle et de la fonction motrice (pensons à ce qu'implique le choix d'une trajectoire pour éviter une voiture arrivant en sens inverse).
Les chercheurs s'attendent également à ce que COSMOS soit une méthode peu coûteuse pour évaluer les effets des médicaments psychiatriques, afin de pouvoir les développer pour qu'ils soient plus efficaces sur le plan fonctionnel.
Comme nous l'avons évoqué dans un article précédent, une avancée majeure pour DeepMind a consisté à imiter les colonnes néocorticales du cerveau humain. Ceci a permis d'accroître considérablement l'intelligence avec une puissance de calcul bien moindre. De ce fait, cette IA, calquée sur le modèle humain, a désormais surpassé les meilleurs joueurs d'échecs, de go et d'e-sport au monde dans leurs disciplines respectives.
Bien que son mécanisme ne soit pas entièrement élucidé, le sommeil remplit une fonction essentielle au bon fonctionnement du cerveau des mammifères et des humains, et de graves problèmes surviennent en cas de privation de sommeil . Cette année, le Laboratoire national de Los Alamos a découvert que les réseaux de neurones à impulsions des systèmes d'IA souffrent également d'une forme de privation de sommeil, devenant instables lorsqu'ils fonctionnent pendant de longues périodes sans pause. Cependant, lorsqu'ils sont placés dans un état de réseau similaire aux ondes cérébrales que nous connaissons pendant le sommeil, leurs performances optimales sont rétablies.
Cela peut paraître anodin, mais les progrès de l'IA vont probablement transformer notre quotidien. Ces découvertes laissent également entrevoir que la convergence des neurosciences et de l'IA pourrait donner naissance à une nouvelle ère d'ordinateurs ultra-intelligents.
Un dispositif cérébral minuscule a permis d'améliorer la qualité de vie de patients atteints de paralysie sévère des membres supérieurs due à une maladie du motoneurone. Mené à l'Université de Melbourne, cet essai a consisté à implanter cette nouvelle microtechnologie dans le cerveau des participants.
Le dispositif Stentrode™ a été inséré par cœlioscopie au niveau du cou, puis acheminé vers le cortex moteur par voie sanguine. Cette méthode mini-invasive évite les risques et les complications post-opératoires associés à la chirurgie à cerveau ouvert.
L'implant utilise une technologie sans fil pour transmettre une activité neuronale spécifique à un ordinateur, où elle est convertie en actions en fonction des intentions des patients. Étonnamment, cette minuscule puce a permis aux patients d'effectuer des actions comme cliquer, zoomer et écrire avec une précision de 93 %, leur permettant ainsi de réaliser des choses que nous considérons comme allant de soi, comme envoyer des SMS, des e-mails et faire des achats en ligne.
Il est encore trop tôt pour tirer des conclusions définitives, mais le caractère minimalement invasif du traitement démontre le grand potentiel des micro-neurotechnologies pour aider les personnes souffrant de toutes sortes de troubles cognitifs.
En 2018, nous annoncions que des scientifiques avaient réussi à reprogrammer des cellules souches en neurones spécifiques. Cette année, des chercheurs de quatre universités américaines ont franchi une étape importante vers le Graal de l'allongement de la vie. En identifiant des réseaux de gènes qui régulent la régénération cellulaire, ils sont parvenus à manipuler des cellules normales pour les transformer en cellules progénitrices, capables de se différencier en n'importe quel type cellulaire afin de remplacer les cellules mourantes.
Leur preuve de concept a été réalisée avec des cellules gliales de poisson-zèbre, les convertissant efficacement en cellules souches qui ont ensuite détecté et restauré les cellules rétiniennes endommagées pour récupérer la vision altérée.
La mort cellulaire, ou apoptose, joue un rôle majeur dans le processus inévitable du vieillissement naturel chez l'humain. Les chercheurs pensent que le processus de régénération des neurones dans le cerveau sera similaire. Si cette découverte s'avère concluante, elle aura des implications considérables pour des maladies comme la maladie d'Alzheimer, où de vastes régions du cerveau peuvent être détruites par la mort des neurones. Elle pourrait également contribuer à prévenir les nombreux effets secondaires du vieillissement cérébral, permettant ainsi de vivre plus longtemps et en meilleure santé, et de conserver une forme physique optimale jusqu'à un âge avancé.
Plutôt que de remplacer les cellules mourantes, des scientifiques de l'université de Heidelberg ont identifié des processus clés impliqués dans la mort des cellules cérébrales, un phénomène appelé neurodégénérescence. Leurs travaux ont consisté à découvrir le mécanisme par lequel l'absorption cellulaire du glutamate prévient la mort cellulaire chez les personnes en bonne santé, mais devient inactive dans des états pathologiques comme l'AVC, où l'apport d'oxygène aux cellules cérébrales est réduit.
En effet, cela conduit les cellules à s'autodétruire simplement parce qu'elles ne reçoivent pas les signaux chimiques nécessaires à leur survie. Les chercheurs ont alors mis au point une nouvelle classe d'inhibiteurs capables d'intervenir et de désactiver le « complexe de mort » cellulaire avant même son apparition.
Ces inhibiteurs se sont révélés très efficaces pour protéger les cellules nerveuses, ce qui pourrait mener à une nouvelle classe de traitements pour les maladies neurodégénératives.
Des chercheurs de l'université d'Aarhus ont utilisé des techniques d'imagerie avancées TEP et IRM pour révéler que la maladie de Parkinson est en réalité l'une ou l'autre de deux variantes différentes de la maladie.
Dans une variante, la maladie débute dans les intestins et se propage ensuite au cerveau par voie neuronale. Dans l'autre, elle débute dans le cerveau puis s'étend aux intestins et à d'autres organes. Cette vidéo en donne un excellent aperçu.
Bien que non curative, cette découverte représente un progrès majeur pour le dépistage précoce et la mise en place de mesures préventives. Elle pourrait, par exemple, mener à des traitements empêchant la maladie d'atteindre le cerveau, où ses effets deviennent alors invalidants. Elle constitue également une pièce essentielle du puzzle des puissantes symbioses entre nos intestins et notre cerveau, connues scientifiquement sous le nom d' axe intestin-cerveau.
Des scientifiques de l'Université de Cambridge et de l'Imperial College de Londres ont développé un nouveau type d'algorithme d'IA capable de détecter, de différencier et d'identifier différents types de lésions cérébrales à partir de données de tomodensitométrie topographique.
Les scanners génèrent une quantité considérable de données dont l'analyse peut prendre des heures aux experts. Cette analyse nécessite notamment l'évaluation conjointe de plusieurs examens réalisés au fil du temps afin de suivre l'évolution de la guérison ou la progression de la maladie. Ce nouvel outil d'IA semble plus performant que les experts humains pour détecter ces changements, tout en étant beaucoup plus rapide et économique.
Par exemple, leurs recherches ont démontré la grande efficacité du logiciel pour quantifier automatiquement la progression de plusieurs types de lésions cérébrales, permettant ainsi de prédire quelles lésions s'aggraveraient. Cette application novatrice de l'IA pour assister l'analyse humaine sera probablement la première d'une longue série qui transformera le diagnostic médical de manière rentable.
Les super-seniors sont des individus dont les capacités cognitives dépassent largement celles de leurs pairs âgés, conservant des facultés mentales quasi juvéniles jusqu'à un âge avancé (70 ou 80 ans). Jusqu'à présent, le secret de cette forme physique optimale restait largement méconnu.
L'hôpital universitaire de Cologne et le centre de recherche de Jülich ont découvert une différence fondamentale dans leur biologie. Grâce à la tomographie par émission de positons (TEP), ils ont révélé que les personnes très âgées présentent une résistance nettement accrue aux tau et amyloïdes. Jusqu'à récemment, ces protéines étaient difficiles à étudier.
Les personnes très âgées présentent également des niveaux plus faibles de pathologies tau et amyloïdes, ce qui, à son tour, entraîne divers types de neurodégénérescence chez la plupart des individus au cours de leurs vieux jours. Il est désormais établi que la diminution de la résistance à l'accumulation de protéines tau et amyloïdes constitue un facteur biologique primordial du déclin des performances cognitives optimales.
De nouvelles recherches pourraient se concentrer sur ces processus afin de trouver des moyens de guérir éventuellement le déclin mental en général, ainsi que de contribuer au développement de traitements pour protéger contre les formes de démence déjà présentes.
Une équipe de recherche de l'Université de Californie à San Francisco a mis au point une méthode utilisant la stimulation cérébrale profonde (SCP) pour traiter les symptômes dépressifs de manière adaptative, uniquement lorsqu'ils apparaissent. La stimulation cérébrale profonde consiste à implanter des électrodes dans le cerveau afin de délivrer des courants électriques et de modifier ainsi l'activité cérébrale.
Les études précédentes sur le traitement de la dépression par stimulation cérébrale profonde (SCP) ont connu un succès limité, car les dispositifs ne pouvaient délivrer une stimulation électrique constante que dans une seule zone du cerveau. Or, la dépression peut affecter différentes zones cérébrales, et ses signatures neuronales peuvent fluctuer de manière imprévisible.
Dans le but de créer une sorte de stimulateur cérébral, les scientifiques ont décodé un nouveau biomarqueur neuronal. Ce schéma spécifique d'activité cérébrale prédit efficacement l'apparition des symptômes. Grâce à cette découverte, l'équipe a mis au point une nouvelle technologie de stimulation cérébrale profonde (SCP) qui ne s'active que lorsqu'elle reconnaît ce schéma.
Ce type de thérapie automatique à la demande est impressionnant car ses réponses fonctionnelles sont spécifiques au cerveau du patient et au circuit neuronal à l'origine de la maladie. Lors de son premier essai, cette méthode de stimulation cérébrale profonde personnalisée a été testée sur un patient souffrant de dépression sévère et a obtenu des résultats exceptionnels. Les symptômes du patient ont été soulagés presque immédiatement, et cet effet s'est maintenu à long terme.
À l'heure de la COVID-19, où l'anxiété et les problèmes de santé mentale se multiplient, cette approche pourrait s'avérer une thérapie sans médicaments inestimable pour des centaines de millions de personnes.
À l'instar des ondes lumineuses, l'être humain ne perçoit qu'une partie relativement restreinte des ondes sonores qui nous entourent. Généralement, nous ne percevons que les fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz ; au-delà, il s'agit d'ultrasons. C'est dans cette gamme de fréquences que se déplacent les animaux comme les chauves-souris, et c'est également ce qui est utilisé lors des examens médicaux par ultrasons.
Des scientifiques de l'université Aalto ont mis au point une nouvelle méthode utilisant une technologie de pointe, aboutissant à un dispositif qui confère à l'être humain une ouïe comparable à celle des chauves-souris. Ce dispositif permet non seulement d'entendre des fréquences bien supérieures à 20 000 Hz, mais aussi de discerner la direction et la distance des sources sonores. Pour les biologistes, par exemple, il permet de suivre en vol des chauves-souris habituellement furtives et de localiser leur position.
Ce dispositif fonctionne en enregistrant les ultrasons grâce à un réseau de microphones sphériques. Ce réseau détecte les sons ultrasonores et utilise un ordinateur pour convertir leur fréquence en sons audibles. Les ondes sonores ainsi converties sont ensuite diffusées en temps réel via un casque audio. La capacité à percevoir des sons normalement inaudibles pourrait avoir de précieuses applications industrielles, par exemple pour détecter et localiser des fuites de gaz autrement silencieuses.
Bien que les neurosciences soient un domaine scientifique relativement jeune et en pleine expansion, l'intelligence artificielle (IA) est à la fois beaucoup plus récente et connaît une croissance encore plus rapide. Le potentiel de la combinaison de ces deux domaines scientifiques a été mis en évidence par des chercheurs du MIT.
Grâce à l'apprentissage automatique, des chercheurs ont découvert que les réseaux neuronaux artificiels peuvent apprendre à sentir en quelques minutes seulement, imitant ainsi les circuits olfactifs du cerveau des mammifères. Cette découverte est remarquable car l'algorithme utilisé ignorait tout des millions d'années d'évolution nécessaires au développement biologique de l'odorat.
Étonnamment, le réseau neuronal artificiel a reproduit si fidèlement l'activité biologique de l'odorat qu'il a révélé que le réseau olfactif du cerveau est mathématiquement optimisé pour sa fonction.
Cette reproduction fidèle de la structure naturelle des circuits cérébraux par l'apprentissage automatique pourrait annoncer une nouvelle ère, où l'IA nous dévoilerait les secrets de l'évolution biologique. L'odorat en est le point de départ en 2021, mais qui sait où cela nous mènera…
Des chercheurs de l'Université de Californie à San Francisco ont mis au point une nouvelle neuroprothèse vocale pour les patients paralysés qui les empêchent de parler. La méthode a été testée avec succès sur un homme souffrant d'une lésion grave du tronc cérébral, entraînant une paralysie totale.
Ce dispositif fonctionne de façon assez remarquable en détectant les signaux cérébraux liés à la parole qui contrôlent les cordes vocales. Lorsque nous parlons, les cordes vocales nécessitent des instructions motrices complexes pour articuler la grande variété de sons que nous utilisons lors des conversations. Même en cas d'immobilité, ces signaux peuvent continuer d'être envoyés par le cerveau.
En utilisant des enregistrements cérébraux de patients épileptiques, les scientifiques ont mis au point une méthode de décodage en temps réel des instructions données aux muscles vocaux, afin de les traduire en mots. À partir de ces schémas neuronaux, ils ont pu identifier avec fiabilité 50 mots courants différents dès que le patient les pensait.
Il suffisait que le patient porte un réseau d'électrodes haute densité pour capter et enregistrer l'activité neuronale, c'est-à-dire les signaux provenant du cortex moteur de la parole. Cela permettait de traduire jusqu'à 18 mots par minute avec une précision de 93 %. L'avantage pour le patient était qu'il lui suffisait de faire comme s'il parlait réellement pour pouvoir communiquer des centaines de phrases différentes à partir du vocabulaire de 50 mots.
Bien que cette avancée semble se limiter aux patients paralysés, nous subissons une paralysie chaque nuit lorsque nous rêvons (sauf en cas de somnambulisme). Si elle est suffisamment développée, cette approche pourrait, par exemple, ouvrir la voie à la traduction de nos pensées pendant notre sommeil !
Techniquement appelés « organoïdes cérébraux », ces mini-cerveaux peuvent être cultivés à partir de cellules souches pluripotentes induites. Ces cellules souches, prélevées sur la peau ou le sang d'un patient, ont la capacité de se différencier en n'importe quel type cellulaire. L'avantage réside dans la possibilité, en principe, de cultiver et d'isoler des structures cellulaires normalement très difficiles d'accès à des fins d'étude. Ceci est particulièrement pertinent pour le cerveau, même si les mini-cerveaux précédemment développés présentaient des structures fonctionnelles limitées.
Cette année, une avancée majeure réalisée par des scientifiques de l'UCLA a permis de franchir un cap important en matière de complexité structurelle grâce à la culture d'agrégats d'organoïdes formant des structures cérébrales tridimensionnelles complexes. Les chercheurs ont prélevé des cellules souches chez des patients atteints du syndrome de Rett (une maladie caractérisée par des crises d'épilepsie) et ont réussi à cultiver des mini-cerveaux présentant une activité fonctionnelle similaire à celle de certaines parties du cerveau humain. Cela leur a permis d'observer avec succès et en toute sécurité des schémas d'activité électrique semblables au début des crises d'épilepsie.
Cette recherche démontre pour la première fois que certains aspects du fonctionnement cérébral peuvent être isolés et étudiés en laboratoire jusqu'au niveau de la cellule vivante individuelle. L'avantage majeur réside dans la possibilité de cultiver ces mini-cerveaux afin de reproduire certains aspects des fonctions cérébrales normales et pathologiques, et de tester des médicaments et des traitements sans risque pour l'homme ni pour l'animal.
L’échelle du cerveau humain est énorme, il existe donc encore des limites évidentes en termes de complexité des structures cérébrales qui peuvent être étudiées, mais il est clair que ce domaine émergent des neurosciences possède un potentiel digne de la science-fiction.
Avec la croissance exponentielle de la puissance de calcul ces dernières décennies, les microprocesseurs sont devenus de plus en plus petits chaque année. Des neuroscientifiques de l'université Brown, , ont mis au point un ordinateur sans fil si petit qu'il est quasiment invisible à l'œil nu. Baptisés « neurograins » (en raison de leur taille, comparable à celle d'un grain de sel), ces dispositifs ont été conçus pour suivre et surveiller l'activité cérébrale.
Ces ordinateurs ultra-miniatures sont capables d'enregistrer l'activité électrique des neurones voisins et de transmettre ces données sans fil. L'objectif était de développer un nouveau type d'interface cerveau-ordinateur (ICO), où un réseau de ces mini-capteurs pourrait suivre collectivement des aspects significatifs de l'activité cérébrale et envoyer ces informations à un centre de contrôle situé à proximité.
Dans une expérience de validation de principe, les chercheurs ont déployé un réseau permettant d'enregistrer avec succès l'activité neuronale d'un rongeur, avec une précision bien supérieure à celle obtenue jusqu'alors. Bien que cet enregistrement des signaux cérébraux avec un niveau de détail sans précédent soit encore à ses débuts, cette avancée technologique est très prometteuse et permettra de convertir les ondes cérébrales en actions concrètes et utiles, sans aucun effort physique.
Cette année, un nouveau type de réseau de microélectrodes a permis de créer une forme de vision artificielle grâce à une prothèse visuelle. Des scientifiques de l'Université de l'Utah, au Centre ophtalmologique John A. Moran, ont conçu ce dispositif pour enregistrer et stimuler l'activité neuronale au sein du cortex visuel.
Implanté dans l'œil, le dispositif reçoit des informations visuelles grâce à des lunettes équipées d'une petite caméra vidéo. Ces données sont ensuite traitées par un logiciel spécialisé. Le dispositif active alors les neurones rétiniens, provoquant la formation de phosphènes, comme s'ils percevaient des points lumineux. Ceci permet au cerveau de percevoir des images simples de lignes et de formes.
Testée sur un patient totalement aveugle, cette méthode s'est avérée efficace et n'a entraîné aucune complication liée à l'intervention chirurgicale ou à la stimulation neuronale. Lors de ce premier essai, un seul dispositif a été utilisé. L'objectif suivant est d'utiliser 7 à 10 dispositifs afin de fournir des images plus détaillées qui permettront aux personnes aveugles de se repérer visuellement dans le monde.
Des chercheurs de l'Université Northwestern ont utilisé une nouvelle classe de « molécules dansantes » pour réparer les tissus lors de lésions graves de la moelle épinière et parvenir à inverser la paralysie. Le principe consiste à manipuler le mouvement de ces molécules afin qu'elles puissent se frayer un chemin jusqu'à des récepteurs cellulaires normalement inaccessibles, et ainsi les inciter à réparer les tissus nerveux.
Ces molécules aux propriétés quasi magiques agissent en déclenchant des signaux en cascade, stimulant la régénération des axones et favorisant la survie des neurones après une lésion grâce à la prolifération de nouveaux types cellulaires. Ce processus soutient la repousse des vaisseaux sanguins endommagés, essentielle à la cicatrisation cellulaire.
Testée sur des souris, une seule injection de cette thérapie moléculaire a permis aux animaux paralysés de remarcher en moins de quatre semaines. De façon plutôt pratique, 12 semaines plus tard (bien après la guérison complète), les substances se biodégradent en nutriments pour les cellules sans aucun effet secondaire, disparaissant ainsi naturellement de l'organisme.
La réalité virtuelle (RV) est utilisée depuis des décennies par les psychophysiciens pour étudier la perception des informations sensorielles. Cette année, des chercheurs de l'Université de Bâle, la plus ancienne université de Suisse, ont développé une application de réalité virtuelle pour traiter la phobie du vide.
Baptisé Easyheights, ce logiciel compatible avec les smartphones propose une thérapie d'exposition grâce à des images à 360° de lieux réels. Équipés d'un casque de réalité virtuelle, les utilisateurs se tiennent sur une plateforme initialement située à un mètre du sol, dont la hauteur augmente progressivement à mesure qu'ils s'acclimatent. Le principe consiste à accroître l'exposition sensorielle à la hauteur sans pour autant augmenter le niveau de peur.
Un essai clinique a démontré l'efficacité de cette thérapie immersive, entraînant une réduction significative de la phobie du vide en situation réelle. Les bénéfices ont été constatés après seulement quatre heures d'entraînement à domicile. Cette découverte illustre comment l'association des connaissances en neurosciences et des technologies actuelles peut améliorer concrètement la qualité de vie des patients, et ce, de manière facilement accessible.
À l'heure actuelle, des neuroscientifiques de l' Institut Max Planck d'anthropologie évolutionniste sont en train de construire de véritables « cerveaux miniatures » génétiquement modifiés avec de multiples versions d'ADN néandertalien. Grâce à la technologie biotechnologique futuriste CRISPRde la taille d'une lentille, mini-cerveaux, contiendront des groupes de neurones vivants issus de cellules souches, capables d'une véritable activité cérébrale.
Bien que trop petites pour permettre des comportements complexes comme la communication, ces structures osseuses devraient révéler des différences fondamentales dans l'activité cérébrale des Néandertaliens. La génétique offre ainsi aux neurosciences une sorte de télescope historique, leur permettant d'observer le fonctionnement des cerveaux anciens. Tout cela grâce à l'ADN préservé dans des fragments d'os depuis des dizaines de milliers d'années.
Et si vous pensez qu'il s'agit simplement de quelques cellules dans une boîte de Petri… détrompez-vous. Les chercheurs allemands prévoient de connecter ces mini-cerveaux néandertaliens à des robots afin d'observer leurs comportements. Encore plus ambitieux que le scénario d'un film de science-fiction futuriste, ce projet, s'il aboutit, ouvre des perspectives vertigineuses pour les années à venir – des robots domestiques néandertaliens, ça vous tente ?
L'un des plus grands défis pour les neuroscientifiques est l'étude du cerveau vivant. Même après un décès récent, les neurones se décomposent rapidement, se désintégrant littéralement dans les heures qui suivent. Pour relever ce défi, des neuroscientifiques de l'université de Yale ont créé BrainEx. Ce système de soutien de haute technologie a été conçu pour maintenir les cellules cérébrales en vie, à l'instar des cheveux et des ongles qui continuent de pousser après la mort.
Pour mettre cette technologie à l'épreuve, les chercheurs ont utilisé BrainEx afin de restaurer l'activité synaptique et la circulation sanguine dans un cerveau de porc décédé depuis quatre heures. Le cerveau avait été prélevé sur l'animal et réanimé grâce à une perfusion de sang artificiel utilisant un mélange exclusif d'agents protecteurs, stabilisateurs et de contraste. Cette intervention a eu lieu juste avant le début de la destruction des fonctions cellulaires et moléculaires. L'image ci-dessous illustre la différence entre un cerveau de porc en décomposition normale 10 heures après la mort (à gauche) et des cellules d'apparence saine dans le cerveau réanimé (à droite).
Voici l'aspect « zombie ». Bien que les neurones soient maintenus en vie et actifs, aucune activité fonctionnelle supérieure n'était observée dans les circuits cérébraux – ils étaient donc à la fois vivants et morts. Ce passage de la fiction à la Frankenstein à la réalité montre comment les neurosciences peuvent faire basculer les grandes questions éthiques du domaine philosophique au domaine pratique.
Cette biotechnologie ne se limite pas aux porcs zombies ; en principe, elle fonctionnerait avec n’importe quel cerveau de mammifère… y compris le cerveau humain ! Cette avancée recèle un immense potentiel pour améliorer notre compréhension du fonctionnement de notre propre esprit. Parallèlement, elle semble dangereusement proche de la résurrection des morts.
Dans un registre plus encourageant, l'année 2019 a également vu la mise au point d'un système informatique capable de traduire l'activité cérébrale en parole de synthèse. Ce système fonctionne en décodant les mouvements des muscles impliqués dans la parole grâce aux impulsions nerveuses analysées par électrophysiologie. Les résultats d'une expérience menée à l' Université de Californie à San Francisco ont démontré qu'un prototype pouvait interpréter avec succès le langage à partir des signaux nerveux musculaires, à condition de parler lentement.
Les chercheurs espèrent perfectionner cette biotechnologie pour atteindre une vitesse de parole naturelle, soit environ 150 mots par minute. Ce résultat est déjà remarquable, d'autant plus que seuls les signaux cérébraux sont mesurés. Voici une vidéo illustrant comment les schémas d'activité cérébrale du cortex somatosensoriel du locuteur, décodés en mouvements du tractus vocal, peuvent ensuite être interprétés comme du langage.
De nombreux scientifiques ont déjà tenté de résoudre ce problème, sans succès. Ces chercheurs ont adopté une approche novatrice en créant des modèles d'intelligence artificielle pour simuler les voies vocales. Concrètement, l'IA a appris par elle-même à partir d'une base de données d'expériences vocales et a entraîné ses réseaux neuronaux à décoder le langage à partir des mouvements vocaux. Ces avancées pourraient constituer des progrès importants dans la simulation de la biologie humaine par ordinateur à des fins de recherche.
D'un point de vue médical, de nombreux patients souffrant de troubles de la gorge ou d'affections neurologiques, comme un AVC ou une paralysie, peuvent perdre totalement la parole. Cette neurotechnologie, associée à un smartphone, pourrait permettre aux personnes aphones de communiquer normalement en temps réel, au quotidien, simplement par la pensée.
Cependant, comme la voix simulée ne nécessite que la lecture d'une petite zone d'activité cérébrale, et que la parole peut être envoyée à quasiment n'importe quel ordinateur, n'importe qui pourrait potentiellement communiquer silencieusement et discrètement avec n'importe qui d'autre grâce à un smartphone et des écouteurs. Ce système bidirectionnel représente une véritable solution neurotechnologique pour la télépathie humaine. Les possibilités sont infinies.
Bienvenue au service de recherche et de stratégie de [Nom de l'entreprise] dans le monde trépidant d'aujourd'hui.
Une discussion fondée sur des preuves pour déterminer si des activités comme les mots croisés et le Sudoku améliorent réellement la santé cérébrale, en clarifiant ce qu'elles favorisent, ce qu'elles ne favorisent pas et pourquoi leurs bienfaits sont souvent mal compris.
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